7 Questões de Materiais e objetos do cotidiano

Durante uma atividade de Ciências da Natureza, uma equipe precisa escolher o material para fabricar a parede externa de um recipiente que manterá água quente por mais tempo. O recipiente não terá fonte externa de aquecimento, e o objetivo é reduzir a transferência de energia térmica da água para o ambiente. Para comparar os materiais, a equipe consultou os valores aproximados de condutividade térmica: plástico, 0,2 W/(m·K); vidro, 1,0 W/(m·K); cerâmica, 1,5 W/(m·K); aço inoxidável, 16 W/(m·K); alumínio, 205 W/(m·K). Quanto menor a condutividade térmica, menor tende a ser a transferência de calor pelo material. Com base no texto e nos valores de condutividade térmica, qual material é o mais adequado para a parede externa do recipiente, considerando exclusivamente a necessidade de reduzir a perda de calor da água para o ambiente?

1. A) Aço inoxidável
2. B) Vidro
3. C) Plástico
4. D) Alumínio
5. E) Cerâmica

Em um projeto de habitação de interesse social no Sul do Brasil, engenheiros avaliaram materiais para reduzir a transferência de calor pelas paredes. Para comparar o desempenho térmico, foram consideradas placas de mesma espessura. Nesse caso, quanto menor for a condutividade térmica do material, menor tende a ser o fluxo de calor através da parede. Os dados obtidos foram: poliestireno expandido (EPS): 0,035 W/(m·K) e 20 kg/m³; cortiça: 0,045 W/(m·K) e 120 kg/m³; tijolo cerâmico: 0,60 W/(m·K) e 1 800 kg/m³; concreto: 1,40 W/(m·K) e 2 400 kg/m³. Com base nos dados do projeto e no critério estabelecido para reduzir a transferência de calor, qual conclusão sobre a adequação do poliestireno expandido como isolante térmico é correta?

1. A) É adequado, pois apresenta a menor condutividade térmica entre os materiais avaliados.
2. B) É inadequado, pois apresenta a menor condutividade térmica entre os materiais avaliados.
3. C) É inadequado, pois apresenta a menor densidade entre os materiais avaliados.
4. D) É inadequado, pois apresenta maior condutividade térmica que a cortiça.
5. E) É adequado, pois apresenta maior densidade que o tijolo cerâmico e o concreto.

Em um ensaio de laboratório, corpos de prova de concreto e de aço foram submetidos a esforços de tração até a ruptura. O concreto apresentou resistência à tração de 3 MPa, enquanto o aço suportou 400 MPa antes de romper. Esses resultados ajudam a selecionar materiais para componentes de construções submetidos a diferentes tipos de esforço. Com base nos resultados do ensaio, qual comparação entre a resistência à tração do concreto e a do aço está correta?

1. A) O aço suporta 3 MPa, enquanto o concreto suporta 400 MPa sob tração.
2. B) Nem o aço nem o concreto apresentam resistência à tração.
3. C) O aço apresenta resistência à tração maior que a do concreto.
4. D) O aço e o concreto apresentam igual resistência à tração.
5. E) O concreto apresenta resistência à tração maior que a do aço.

Durante a reforma de uma escola pública, uma equipe comparou cinco materiais para revestir a parte interna de uma caixa destinada a reduzir a variação de temperatura de seu conteúdo. Em condições semelhantes, foram determinadas as condutividades térmicas dos materiais: madeira seca, 0,12 W/(m·K); vidro, 1,0 W/(m·K); concreto, 1,4 W/(m·K); aço, 50 W/(m·K); e alumínio, 205 W/(m·K). Quanto menor a condutividade térmica, menor é a transferência de energia por condução através do material. Com base nos dados do texto, qual material é o mais adequado para revestir a caixa, considerando exclusivamente a redução da transferência de calor por condução?

1. A) Alumínio
2. B) Aço
3. C) Concreto
4. D) Vidro
5. E) Madeira seca

Em um projeto de habitação de interesse social no semiárido brasileiro, uma equipe comparou materiais para preencher painéis de paredes. Considerando placas de mesma espessura e condições semelhantes de uso, quanto menor for a condutividade térmica do material, maior será sua capacidade de reduzir a transferência de calor. Os valores medidos pela equipe foram: concreto: 1,40 W/(m·K); poliestireno: 0,035 W/(m·K); madeira: 0,15 W/(m·K); aço: 50 W/(m·K); alumínio: 205 W/(m·K). Com base nos dados do texto, qual material deve ser selecionado para obter o maior isolamento térmico entre as opções avaliadas?

1. A) Concreto
2. B) Alumínio
3. C) Poliestireno
4. D) Madeira
5. E) Aço

Em um projeto de habitação de interesse social no semiárido brasileiro, uma equipe comparou materiais disponíveis para preencher uma camada de isolamento no telhado. Todos seriam instalados secos, com a mesma espessura e nas mesmas condições. Como o objetivo era reduzir a transferência de calor por condução entre o exterior e o interior da residência, foram considerados os valores de condutividade térmica apresentados na tabela: lã de vidro: 0,04 W/(m·K); madeira: 0,15 W/(m·K); plástico: 0,20 W/(m·K); cimento: 1,40 W/(m·K); metal: 50,00 W/(m·K). Quanto menor a condutividade térmica, menor tende a ser o fluxo de calor pelo material. Com base no texto e nos dados apresentados, qual material deve ser escolhido para a camada de isolamento térmico, considerando exclusivamente a menor transferência de calor por condução?

1. A) Lã de vidro
2. B) Cimento
3. C) Plástico
4. D) Metal
5. E) Madeira